耐高温异养硝化-好氧反硝化菌的分离鉴定及其脱氮特性研究

经过16S rDNA以及各项菌株生理生化特性研究试验,寻找一种耐热性较好的异养硝化-好氧反硝化菌(HN-AD)菌株,并将菌株接种至模拟污水环境的硝酸盐氮培养基中,研究其在不充足碳源及充足碳源的情况下菌株的脱氮效率及硝酸盐氮去除率。结果表明,在温泉中筛选出一种可使污水的pH更适合自身反硝化作用的HN-AD菌株,经鉴定所筛选出的HN-AD菌为斯氏假单胞菌。该菌株在模拟污水环境下反硝化最适pH为8.0,在充足碳源的情况下,其硝酸盐氮去除率能到达93%以上。菌株不仅拥有着较为高效的脱氮效率以及较高的硝酸盐氮去除率,而且拥有着自我调节环境pH的能力,能在充足碳源的情况下调节至最佳氮降解的pH。

异养硝化-好氧反硝化菌氮代谢特性研究进展

综述近40年异养硝化-好氧反硝化(HN-AD)菌的相关报道,从HN-AD细菌的种类、常见应用及脱氮效果、氮代谢途径、氮代谢的关键酶、氮代谢过程的影响因素等5个方面对HN-AD菌的脱氮特性进行详细阐述,以期为挖掘更多高效的HN-AD菌并应用于实际废水处理提供理论依据。目前,关于HN-AD细菌的大部分应用研究还处在实验室阶段,其脱氮分子机制的研究依然不够深入,未来可以通过基因敲除等手段进一步明确关键酶编码基因在菌株氮代谢过程中的作用,也可以利用基因重组或体细胞融合等手段构建高效脱氮工程菌,以应对更复杂的废水环境。

耐盐好氧反硝化菌Vibrio alginolyticus YT-3的固定化及对海水养殖废水的脱氮处理

以驯化分离得到的一株耐盐好氧反硝化细菌Vibrio alginolyticus YT-3为研究对象,系统研究了其在不同C/N、盐度、温度以及pH下的脱氮性能。同时,以陶粒为载体,对Vibrio alginolyticus YT-3进行固定化,优化固定化条件,并初步确定固定化Vibrio alginolyticus YT-3对实际海水养殖废水的脱氮效果。结果表明:Vibrio alginolyticus YT-3在C/N=15~20、25~30℃、中性和偏碱性条件及较宽的盐度范围内(0~40‰)具备较强的脱氮能力。最优的固定化条件为陶粒粒径2~4 mm、固菌比为1:3(质量:体积,g:mL)、固定化时间24 h。与游离态相比,固定化后的Vibrio alginolyticus YT-3具有更宽的温度和pH适宜范围。经固定化Vibrio alginolyticus YT-3的脱氮处理,海水养殖废水中无机氮浓度下降至0.32 mg/L,总氮浓度下降至1.95 mg/L,氨氮、硝态氮、总氮的去除率达100%、85.03%、92.52%。

好氧反硝化菌Acinetobacter sp.A3生长及脱氮特性影响因素的研究

好氧反硝化菌具有同步硝化反硝化的特性,在黑臭水体生物氧化处理方面备受关注。以一株从生物接触氧化反应器生物膜上分离出的好氧反硝化菌(Acinetobacter sp. A3)为研究对象,在好氧条件下研究了氮源、碳氮比(C/N)、初始pH和培养温度对Acinetobacter sp. A3菌生长及脱氮特性的影响。实验结果表明,以氨氮(NH+4-N)为氮源时,菌株生长速度更快。C/N对菌株的生长速率、细胞最高产量和脱氮效果有明显影响。增加C/N,氨氮(NH+4-N)去除速率和去除率不断提高,而硝态氮(NO-3-N)去除速率和去除率在C/N为4时达到最大。菌株在pH为7~9,温度为30~35℃时生长最快。

好氧反硝化菌株的鉴定及其反硝化特性研究

从活性污泥中分离得到1株好氧反硝化细菌C3，并对其反硝化能力进行了研究．结果表明，c3菌株在好氧条件下能有效去除培养液中的硝酸盐氮，其脱氮率可达90％以上．通过对该菌株的形态观察，生理生化实验以及16SrDNA序列分析，确定菌株c3为假单胞菌（Pseudomonas sp．），同时分析了其在系统发育中的分类地位．对菌株C3的生态影响因子研究表明，其反硝化最适宜的温度和pH值分别为30％和7．0．和其他已报道的好氧反硝化菌相比，C3菌株有着更高的氧耐受浓度．C／N对菌株C3的好氧反硝化能力有很大影响，其最适宜的碳氮比是在5．5～6．0，在此区间能进行完全的反硝化．

好氧反硝化菌的研究进展

综述了好氧反硝化菌的种类和特性、好氧反硝化菌的反硝化作用机制和影响因素.好氧反硝化菌主要包括假单胞菌属(Pseudomonas)、产碱杆菌属(Alcaligenes)、副球菌属(Para-coccus)和芽孢杆菌属(Bacillus)等,属好氧或兼性好氧异养微生物.好氧反硝化菌能在好氧条件下进行反硝化,其主要产物是N2O,并可将铵态氮直接转化成气态产物.催化好氧反硝化菌反硝化作用的硝酸盐还原酶是周质酶而不是膜结合酶.溶解氧和C/N往往是影响好氧反硝化菌反硝化作用的主要因素.介绍了间歇曝气法、选择性培养基法等好氧反硝化菌的主要分离筛选方法.概述了好氧反硝化菌在水产养殖、废水生物处理、降解有机污染物以及对土壤氮素损失的影响方面的研究进展.

1株贫营养好氧反硝化菌的分离鉴定及其脱氮特性

从水库底泥样品中,以硝酸盐为唯一氮源进行驯化、分离筛选出1株能在贫营养及好氧条件下进行高效反硝化的菌株PY8,经过电镜形态学观察、生理生化和16S rDNA序列分析,并基于16SrDNA序列结果,构建了该菌株的系统发育树,最终确定菌株PY8为根瘤菌Rhizobiumsp.。考察了初始pH值、温度、C/N、初始硝酸钠质量浓度、投菌量对菌株PY8硝酸盐还原活性的影响,以及该菌株的异养硝化性能。结果表明,在pH6.0～10.0,温度25～30℃,C/N1.0～9.0,初始硝酸钠质量浓度0.01～0.50g·L-1,投菌量1%～15%时,菌株PY8培养72h后的硝氮去除率可达到95%以上。另外,该菌株具有同时硝化-反硝化作用,在培养过程中氨氮去除率可达到58%左右。实验结果表明,菌株PY8在微污染水体生物脱氮领域中具有很大的应用潜力。

活性污泥中好氧反硝化菌的富集筛选及鉴别

采用SBR反应器,以硝基氮为底物,通过间歇曝气方式,DO保持5mg/L以上,对活性污泥进行强化驯化,实现好氧反硝化细菌的富集培养。利用琥珀酸钠作为碳源,溴百里酚蓝(BTB)作为pH指示剂,共筛选得到20株BTB琼脂平板阳性菌。通过反硝化性能测定,复筛得到4株好氧反硝化细菌。实验结果表明,琥珀酸盐为碳源、硝酸盐为惟一氮源、C/N<10的条件下,4株菌在4d内的TIN去除率均达到60%以上。通过16SrRNA序列同源性比较成功鉴定出3株菌,初步判断2株属于Pseudomonas菌属、1株属于Delftia菌属。

电气石对好氧反硝化菌株反硝化特性的影响

用化学全分析、扫描电镜、Brunauer-Emmett-Teller法和粒度分析仪对内蒙赤峰电气石进行测试表征,研究了电气石对好氧反硝化菌株反硝化特性的影响。结果表明:电气石能够促进好氧反硝化菌株的生长繁殖,纯培养16h后,细菌数量增加384%。电气石还可以增强好氧反硝化菌株的反硝化能力,与未投加电气石的相比较,NO3-—N,NO2-—N,化学需氧量的浓度降低,总氮去除率提高32.8%。电气石对菌液体系的氧化还原电位具有调控作用,可以使体系的氧化还原电位降低20%,这一作用可能是电气石提高好氧反硝化菌株反硝化能力的重要因素。

一株好氧反硝化菌的特征及系统进化分析

从土壤中分离出一株好氧反硝化菌 ,命名为菌株HN ,分离菌株呈革兰氏染色阳性 ,为球状或杆状 ,菌落颜色显橙红色 .该菌株以硝酸钠为氮源时 ,进行好氧反硝化作用 ,能以乙酰胺为唯一碳源和氮源进行生长 .它的部分长度 1 6SrDNA序列分析表明 ,分离菌株HN与Rhodococcusruber的 1 6SrDNA序列具有 99%相似性 .

活性污泥法驯化筛选好氧反硝化菌的试验研究

通过活性污泥法SBR反应器驯化富集好氧反硝化菌.对于在驯化期间出现的污泥膨胀、DM培养液的添加时间和污泥驯化效果都进行了相应的讨论.从完成驯化的污泥中筛选出20株具有较高脱氮效率的好氧反硝化细菌,并对其中的3株FW3、FW6和FR4进行了进一步的研究.结果表明,3株菌的硝酸盐去除率均在60%以上;当C/N为5、pH值为7(FW3和FR4)或8(FW6)、温度为30℃时,3株菌的亚硝酸盐积累较小;在此条件下,3株菌代谢产气中N2含量与大气相比,均高出10%左右.

从不同反应器筛选、鉴别好氧反硝化菌

采用2个序批式反应器A和B,以硝态氮为唯一氮源,采用间歇曝气,以驯化、富集耐氧脱氮污泥.反应器A,其pH约为6.3,ρ（DO）为2.2～6.1 mg/L,碳氮比（ρ（C）/ρ（N）,ρ（C）以ρ（CODCr）计）约为9;反应器B,其pH约为6.8～7.8,ρ（DO）为2.2～3.0 mg/L,ρ（C）/ρ（N）约为15.2个反应器的ρ（NO3^--N）均保持为80 mg/L.当2个反应器的总氮去除率达到60%以上,则认为完成好氧反硝化菌的富集.从2个反应器中共筛选得到20株BTB阳性菌,其中8株菌株的DNA样品经PCR成功扩增,进行16S rRNA测序.测序结果提交GenBank进行Blast同源性检索,并分析比对鉴别,判断8株菌株分属于假单胞菌（Pseudomonas）,戴尔福特菌（Delftia）,草螺菌（Herbaspirillum）和丛毛单胞菌（Comamonas）菌属.反硝化性能测定证实8株菌株均为好氧反硝化菌.

1株好氧反硝化菌的分离鉴定和反硝化特性研究

从沈阳北部污水处理厂曝气池的回流污泥中驯化分离得到16株有好氧反硝化能力的菌株,并最终筛选得到1株好氧反硝化能力较强的菌株N6。菌株N6的革兰氏染色为阴性、无芽孢;经16Sr DNA序列分析,鉴定其为假单胞菌(Pseudomonas sp).。反硝化特性实验表明:菌株反硝化的最佳温度是30℃、最适pH值为7、最佳C/N比为15∶1;碳源的种类对菌株的反硝化效果影响很大,菌株N6对丁二酸钠和乙酸钠等小分子碳源的利用相对高于对葡萄糖、蔗糖等大分子碳源的利用,菌株反硝化的最适碳源是丁二酸钠。在最佳降解条件下,菌株24 h对硝酸盐的降解率达98%,并且没有亚硝酸盐的积累。

BAF反应器中好氧反硝化菌的分子鉴定及分析

从处理高浓度蛋白质废水的BAF反应器中经富集分离出一株能以KNO3为唯一氮源生长的好氧反硝化菌N1。为进一步研究其分子生物学特性,采用传统的生理生化特征鉴定法及16SrDNA序列分析法对该菌株进行研究,并与已知种和相关种的菌株进行比较,得到系统发育树状图。结果表明,菌株N1的16SrDNA的核苷酸序列与蒙氏假单胞菌(Pseudomonas monteilii strainCIP 104883)的同源性为99.2%,在细菌系统发育分类学上属于假单胞菌属,蒙氏假单胞菌。好氧反硝化菌株N1的序列已向GenBank提交并得到登录号为HQ840771。关于蒙氏假单胞菌的反硝化研究在国内尚未见报道,此研究对于利用微生物技术治理环境中的氮污染具有较高的研究和应用价值。

异养硝化-好氧反硝化菌异养硝化性能的影响因素

在异养硝化-好氧反硝化菌H1良好的脱氮效果基础上,研究了在不同溶解氧浓度、废水成分和金属离子存在条件下时,H1的代谢途径及其异养硝化性能的变化。研究表明,溶解氧浓度在4.7 mg/L时,H1脱氮途径最佳;在NH4+模拟废水中,NH4+会通过NH4+—→NH2OH—→N2O—→N2的途径被快速去除;在NH4+和NO2混合模拟废水中,没有显示出H1优先进行反硝化的现象,NH4+-N的降解是短程的硝化反硝化过程;在NH4+和NO3混合模拟废水中,NO3会诱导羟胺氧化酶产生NO2-N,使得NH4+-N经过反硝化途径的亚硝酸盐水平被去除;在NH4+模拟废水中,1 mmol/L的Cu2+和Fe2+对异养硝化过程具有显著地激活作用。

一株产生低水平量N_2O的好氧反硝化菌

在装液量为2.5L发酵罐中对一株高效好氧反硝化菌Delftia tsuruhatensis设计三因素二水平L(423)的正交实验,对其进行N2O控逸最优条件的研究,三个因素分别为碳氮比(COD/N)、溶解氧和pH。结果发现,对该菌株N2O气体影响最大的因素为COD/N,其次为DO和pH值。在最优条件(碳源为柠檬酸三钠、COD/N=15、DO=30%饱和溶解氧、pH=7.5)下,该菌产N2O气体总量为0.20mg,N2O-N产量占TIN去除量的0.04%。

好氧反硝化菌强化序批式活性污泥反应器处理生活污水

研究了好氧反硝化菌强化序批式活性污泥反应器(SBR1)处理生活污水的性能,同时以只接种相同量普通活性污泥的序批式活性污泥反应器(SBR2)作为对照组。结果表明:(1)反应前21天启动期间,SBR1对污水COD、NH+4-N和TN的平均去除率分别可达到77.79%、94.96%、63.21%,对COD和TN的平均去除率明显好于SBR2。(2)当C/N为4∶1(质量比,下同)和6∶1时,SBR1对COD和TN的去除率明显高于SBR2;当C/N为8∶1时,SBR1对COD和TN的去除效果达到最好,对两者的平均去除率分别达到85.31%和61.14%;当C/N为10∶1和12∶1时,两反应器对废水COD去除效果的差距缩小,但SBR1对TN的平均去除率分别为58.98%和51.64%,明显高于SBR2。(3)SBR1投加的好氧反硝化菌适应较低的C/N环境,且能在生活污水中快速增殖,保持了很好的污泥悬浮液浓度和沉降性能,在35d形成成熟的颗粒污泥。

一株好氧反硝化菌的反硝化性能研究

从长期运行的生物滤塔中筛选出一株好氧反硝化菌株A1,经鉴定为恶臭假单胞菌Pseudomonas putida。文章目的是对A1的反硝化特性进行研究,结果表明A1菌株在好氧条件下能有效去除培养液中的硝酸盐氮,24h脱氮率可达到94.84%。C/N对菌株A1的好氧反硝化能力有很大影响,当C/N>5时,基本能够进行完全的反硝化。和其他已报道的好氧反硝化菌相比,A1菌株有着更高的氧耐受浓度。菌株A1能够以硝酸盐或亚硝酸盐和氧气为电子受体进行协同呼吸,硝酸盐呼吸和亚硝酸盐呼吸都具有较高的脱氮效率,并且亚硝酸盐呼吸要较硝酸盐呼吸更容易进行。以丁二酸盐、葡萄糖和乙酸盐作为碳源时,其脱氮效果均要明显好于乙醇作为碳源。

好氧反硝化菌的异养硝化性能研究

对五株不同菌属的好氧反硝化菌进行了异养硝化性能研究。实验结果表明,五株菌均能以柠檬酸三钠为碳源、硝酸盐为氮源进行好氧反硝化,以柠檬酸三钠为碳源、硫酸铵为氮源进行异养硝化。五株菌在pH为7.0的硝化能力测定培养基中培养五天后,有三株菌(戴尔福特菌Delftia tsuruhatensis,恶臭假单胞菌Pseudomonas putida,蜡状芽孢杆菌Bacilluscereus)的NH4+-N,COD去除率均>50%。培养期间,五株菌的NO2--N累积量较少,有必要从氮平衡的角度来衡量其硝化性能。其中,一株戴尔福特菌能利用有机氮源乙酰胺进行氨化作用,利用无机氮源硫酸铵进行硝化作用。

一株好氧反硝化菌的鉴定及脱氮特性研究

以筛选分离得到的好氧反硝化菌HG-7为研究对象,经过16SrRNA同源性分析,初步鉴定该菌株为假单胞菌属(Pseudomonassp.)。对菌株HG-7反硝化功能基因的扩增结果表明,菌体HG-7内存在好氧反硝化功能基因napA和nirK,证实该细菌为好氧反硝化细菌。对菌株的脱氮特性和影响因素的研究表明,以硝酸盐氮为氮源时,菌株的最适碳源为乙酸钠和丁二酸钠,最佳C/N比为6～10,最适宜的温度范围为26～30℃。在上述条件下,菌株HG-7的好氧反硝化活性较高,48小时内对100 mg/L硝酸盐氮的去除率可达98%,且在反应过程中亚硝酸盐氮积累量较低。以亚硝酸氮为唯一氮源时,低浓度条件下可实现100%的氮素去除率;高浓度条件下,脱氮速率则受到明显的抑制,对91.4 mg/L的亚硝酸盐氮氮去除率约为40%。因此,将该菌株应用于废水的脱氮处理,可实现氮素的有效去除,具有潜在的应用价值。